• 常用设计模式


    一、设计模式的六大原则

    1.1开闭原则(Open Close Principle)

    开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类,后面的具体设计中我们会提到这点。

    1.2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)

    里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科

    1.3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

    这个是开闭原则的基础,具体内容:针对对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。

    1.4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

    使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。

    1.5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

    一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。

    1.6、合成复用原则(Composite Reuse Principle)

    原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

    二、设计模式详解

    总体来说设计模式分为三大类:
    创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
    结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
    行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
    其实还有两类:并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下:
     

    2.1、普通工厂模式

    就是建立一个工厂类,对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。首先看下关系图

     

    2.2、抽象工厂模式(Abstract Factory)

    2.3.单例模式

     
    饿汉模式:饿汉式的特点是应用中尚未需要用到此单一实例的时候即先实例化
    class HungrySingleton{
        private HungrySingleton(){} //防止外部创建实例
        private static HungrySingleton singleton=new HungrySingleton(); //类加载的时候初始化好实例(正常情况类只会加载一次)
    public static HungrySingleton getInstance(){ return singleton; } } //需要的时候获取实例

    线程安全的懒汉模式

    class LockSingleton{
        private volatile static LockSingleton singleton; //violate作用是防止@1处对象初始化和赋值动作发生重排序
        private LockSingleton(){}
        public static LockSingleton getInstance(){
            if(singleton==null){
                synchronized(LockSingleton.class){
                    if(singleton==null){
                        singleton=new LockSingleton(); //@1
                    }
                }
            }
            return singleton;
        }
    }

    线程安全的改进型懒汉式(内部静态类

    特点:加载时不会初始化静态变量INSTANCE,因为没有主动使用,达到Lazy load。如果多个线程同时调用getInstance方法,在初始化静态变量static SingleTon singleTon时,线程会先尝试获取类对象的锁。只有获得类对象的锁线程,才能构造SingleTon实例。这样保证了线程安全性。
    package com.qqyumidi;
    
    public class SingleTon {
    
        // 利用静态内部类特性实现外部类的单例
        private static class SingleTonBuilder {
            private static SingleTon singleTon = new SingleTon();
        }
        // 私有化构造函数
        private SingleTon() {
        }
        public static SingleTon getInstance() {
            return SingleTonBuilder.singleTon;
        }
    }

    2.4.适配器模式

    适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示,目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。主要分为三类:类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。首先,我们来看看类的适配器模式,先看类图:
    对象的适配器模式
    基本思路和类的适配器模式相同,只是将Adapter类作修改,这次不继承Source类,而是持有Source类的实例,以达到解决兼容性的问题。看图:
    第三种适配器模式是接口的适配器模式,接口的适配器是这样的:有时我们写的一个接口中有多个抽象方法,当我们写该接口的实现类时,必须实现该接口的所有方法,这明显有时比较浪费,因为并不是所有的方法都是我们需要的,有时只需要某一些,此处为了解决这个问题,我们引入了接口的适配器模式,借助于一个抽象类,该抽象类实现了该接口,实现了所有的方法,而我们不和原始的接口打交道,只和该抽象类取得联系,所以我们写一个类,继承该抽象类,重写我们需要的方法就行。看一下类图:
     

    2.5、代理模式(Proxy)

    代理模式就是多一个代理类出来,替原对象进行一些操作,比如我们在租房子的时候回去找中介,为什么呢?因为你对该地区房屋的信息掌握的不够全面,希望找一个更熟悉的人去帮你做,此处的代理就是这个意思

    2.6、桥接模式(Bridge)

    桥接模式就是把事物和其具体实现分开,使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是:将抽象化与实现化解耦,使得二者可以独立变化,像我们常用的JDBC桥DriverManager一样,JDBC进行连接数据库的时候,在各个数据库之间进行切换,基本不需要动太多的代码,甚至丝毫不用动,原因就是JDBC提供统一接口,每个数据库提供各自的实现,用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。我们来看看关系图:

    2.7.策略模式(strategy)

    策略模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使他们可以相互替换,且算法的变化不会影响到使用算法的客户。需要设计一个接口,为一系列实现类提供统一的方法,多个实现类实现该接口,设计一个抽象类(可有可无,属于辅助类),提供辅助函数,关系图如下:
     

    2.8.观察者模式(Observer)

    包括这个模式在内的接下来的四个模式,都是类和类之间的关系,不涉及到继承,学的时候应该 记得归纳,记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解,类似于邮件订阅和RSS订阅,当我们浏览一些博客或wiki时,经常会看到RSS图标,就这的意思是,当你订阅了该文章,如果后续有更新,会及时通知你。其实,简单来讲就一句话:当一个对象变化时,其它依赖该对象的对象都会收到通知,并且随着变化!对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图:
     
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